linux系统编程---进程间的通讯---信号量---学习和记录（五）

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管道，消息队列，共享内存，信号都涉及数据，可以进行数据交互；

信号量（钥匙）：不涉及数据交互，只管理临界资源，用于进程间的互斥与同步；临界资源（房间）：一次只能允许一个进程使用的资源，需要信号量来管控，如果不去管控则会损坏；

P操作（通过）：拿锁 V操作（释放）：放回锁信号量集：多个信号量的一个组合；

函数原型

1 #include <sys/sem.h>
2 // 创建或获取一个信号量组：若成功返回信号量集ID，失败返回-1
3 int semget(key_t key, int nsems, int semflg);
4 // 对信号量组进行操作，改变信号量的值：成功返回0，失败返回-1
5 int semop(int semid, struct sembuf semoparray[], size_t numops);  
6 // 控制信号量的相关信息
7 int semctl(int semid, int sem_num, int cmd, ...);

semget函数（创建/获取）：

#include <sys/shm.h>
int semget( key_t key, int nsems, int flag);

key:信号标识符 nsens:信号量集中信号量的个数，一般设置1个 flag:指定操作权限，一般设置IPC_CREAT|0666

semctl函数（初始化信号量）：

int semctl(int semid, int semnum, int cmd, ...);

semid:是semget函数成功返回的ID； semunm:信号量集的下标，指定对哪个信号量进行操作，一般只有一个信号量，对第一个信号量进行操作就设置成0； cmd(宏):指定操作类型，一般设置这IPC_RMID, SETVAL等操作 SETVAL：用来把信号量初始化为一个已知的值
IPC_RMID：用于删除一个已经无需继续使用的信号量标识符

配置semctl函数里面的第4个参数：涉及到一个用户自定义的联合体

union semun {
	int              val;    /* Value for SETVAL */ 
    只定义val这个，原先有没有锁，有为1，没有为0
    struct semid_ds *buf;    /* Buffer for IPC_STAT, IPC_SET */
    unsigned short  *array;  /* Array for GETALL, SETALL */
    struct seminfo  *__buf;  /* Buffer for IPC_INFO
                              (Linux-specific) */
};

semop函数（取/放钥匙函数）：

int semop(int semid, struct sembuf *sops, unsigned nsops);

semid:是semget函数成功返回的ID *sops: 结构体数组指针

struct sembuf{
    short sem_num; // 除非使用一组信号量，否则它为0
    short sem_op;  // 信号量在一次操作中需要改变的数据，通常是两个数，一个是-1，即P（等待）操作，
                   // 一个是+1，即V（发送信号）操作。
    short sem_flg; // 通常为SEM_UNDO,使操作系统跟踪信号，
                   // 并在进程没有释放该信号量而终止时，操作系统释放信号量
};

nops:操作*sops结构体数组的个数，只有一个，就不需要定义数组；

函数例子：

#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/sem.h>
#include <stdio.h>
//int semget(key_t key, int nsems, int semflg);
//int semctl(int semid, int semnum, int cmd, ...);
//int semop(int semid, struct sembuf *sops, unsigned nsops);
union semun {
   int              val;    /* Value for SETVAL */
   struct semid_ds *buf;    /* Buffer for IPC_STAT, IPC_SET */
   unsigned short  *array;  /* Array for GETALL, SETALL */
   struct seminfo  *__buf;  /* Buffer for IPC_INFO
                           (Linux-specific) */
};
void pGetKey(int id)
{
    //struct sembuf sops[2];
    struct sembuf sops;
    sops.sem_num = 0;
    sops.sem_op = -1; //钥匙减一
    sops.sem_flg = SEM_UNDO;
    semop(id,&sops, 1);//1表示只有一个
    printf("pGetKey\n");
}
void vPutKey(int id)
{
    //struct sembuf sops[2];
    struct sembuf sops;
    sops.sem_num = 0;
    sops.sem_op = 1; //钥匙加一
    sops.sem_flg = SEM_UNDO;
    semop(id,&sops, 1);//1表示只有一个
    printf("vPutKey\n");
}
int main()
{
    key_t key;
    key = ftok(".",2);
    int semid;
    semid = semget(key,1,IPC_CREAT | 0666);//1表示信号量集有一个信号量，创建信号量

    union semun initsem;
    //initsem.var = 1;   //表示只有一把钥匙
    initsem.val = 0;   //表示没有钥匙了
    semctl(semid,0,SETVAL,initsem);//信号量初始化，0表示操作第0个信号量，
    					//SETVAL用来设置信号量的值设置为initsem

    int pid = fork();
    if(pid > 0){

        pGetKey(semid);//拿钥匙锁
        printf("this is father\n");
        vPutKey(semid);//放钥匙锁
        semctl(semid,0,IPC_RMID); //删除锁
    }
    else if(pid == 0){

        printf("this is child\n");
        vPutKey(semid); //放钥匙，原先没有钥匙，父进程运行时会阻塞，
        				//只有当子进程将钥匙放进去父进程才会运行
    }
    else{
        printf("fork error\n");
    }
    return 0;
}

运行的结果是原先没有锁，子进程先运行，放回一把锁，父进程拿到一把锁，开始运行父进程，然后父进程吧锁放回去，最后删除锁；